一种自动鞋套机及其控制方法与流程

1.本发明属于家用设备技术领域，尤其是涉及一种自动鞋套机及其控制方法。


背景技术：

2.自动鞋套机，又称为鞋套机或全自动鞋套机，是一款针对人们登门入室需换鞋这一问题而研制最新家居产品，广泛用于家居、工厂、样板房、医院、无尘车间、汽车展厅、宾馆酒店、实验室、微机房、博物馆等需要脱鞋的特定场所。
3.传统的自动鞋套机采用的鞋套是由塑料和橡皮筋组成，这种鞋套不仅易损坏，适用性差，且为一次性用品，使用后只能丢弃，不具有节能环保功能，另外脱掉鞋套需要使用者弯腰或抬脚后手动操作，使用较为麻烦。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种自动鞋套机及其控制方法，使用较为方便，且所使用的鞋套能够循环使用。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自动鞋套机，包括机座，所述机座上设置有第一方形槽，所述第一方形槽内设置有第一升降机构、控制机构和叠放在所述第一升降机构上的多个鞋套，所述第一升降机构用于控制所述鞋套上下移动，所述鞋套包括布套本体和四个铁球，所述布套本体的束口处设置有环形的松紧带，四个所述铁球沿圆周方向分布，所述铁球通过连接绳与所述布套本体的束口连接；所述控制机构包括压力传感器、四个上端开口的限位单元、四个电磁铁、具有两个档位的切换开关和设置有压力阈值的控制器，所述压力传感器设置在所述第一升降机构上并用于检测所述第一升降机构受到的压力值，四个所述限位单元分布在所述第一方形槽的四个角落并用于容纳所述铁球，所述电磁铁用于将所述铁球吸引至所述限位单元的正上方，所述控制器用于根据所述压力传感器检测到的压力值、所述切换开关所在的档位控制所述第一升降机构、所述电磁铁协同工作。
6.作为优选，所述第一升降机构包括从下到上依次分布的第一直线驱动单元和第一底板，所述第一直线驱动单元用于控制所述第一底板上下移动，所述布套本体叠放在所述第一底板上，所述压力传感器设置在所述第一底板上。
7.作为优选，所述限位单元包括两个竖直隔板，两个所述竖直隔板的一侧与所述第一方形槽的内侧壁固定连接，所述竖直隔板的下端与所述第一方形槽的槽底固定连接，所述竖直隔板的高度小于所述第一方形槽的深度，两个所述竖直隔板与所述第一方形槽的内侧壁之间形成供所述铁球容纳的限位腔，两个所述竖直隔板的另一侧之间形成供所述连接绳通过的夹缝，所述夹缝的宽度小于所述铁球的直径，所述鞋套上的四个所述铁球与四个所述限位腔一一对应，所述第一底板的侧壁向内凹陷形成八个条形槽，八个所述条形槽与八个所述竖直隔板一一对应。
8.作为优选，四个所述电磁铁分布在所述第一方形槽的四个角落，所述电磁铁位于
所述竖直隔板的上端面与所述第一方形槽的上端面之间的位置。
9.作为优选，所述第一方形槽的槽底设置有多个导向柱，多个所述导向柱分布在所述布套本体的前后两侧，所述第一底板上设置有供所述导向柱穿设的多个导向孔。
10.作为优选，所述第一方形槽内设置有四个红外检测传感器，四个所述红外检测传感器与四个所述限位单元一一对应，所述红外检测传感器固定设置在所述第一方形槽的内侧壁上并位于相对应的限位单元的上方。
11.作为优选，所述机座的上端面上设置有两个指示灯，两个所述指示灯分别与所述控制器电连接，两个所述指示灯与所述切换开关的两个档位一一对应。
12.作为优选，所述第一方形槽内相邻的两个所述鞋套之间设置有保护膜，所述机座上设置有与所述第一方形槽左右相邻的第二方形槽，所述第二方形槽用于放置所述保护膜，所述第二方形槽内设置有从下到上分布的第二直线驱动单元和第二底板，所述第二直线驱动单元用于控制所述第二底板上下移动，所述第二直线驱动单元与所述控制器电连接。
13.作为优选，所述第一方形槽的宽度、所述第二方形槽的宽度以及所述保护膜的宽度均相等，所述第二方形槽的内侧壁上设置有与相对应的所述第一方形槽连通的条形孔，所述条形孔内设置有沿前后方向延伸的辊轴，所述辊轴的侧面上设置有橡胶层，所述辊轴的左右两侧均突出于所述条形孔，所述机座上设置有用于控制所述辊轴转动的转动电机，所述转动电机与所述控制器电连接，当所述第一直线驱动单元控制所述第一底板向上移动并使位于最上层的所述保护膜与所述辊轴相接触，且所述转动电机控制所述辊轴转动时，所述辊轴带动与其相接触的所述保护膜穿过所述条形孔后移入到所述第二方形槽内；当所述第二直线驱动单元控制所述第二底板向上移动并使位于最上层的所述保护膜与所述辊轴相接触，且所述转动电机控制所述辊轴转动时，所述辊轴带动与其相接触的所述保护膜穿过所述条形孔后移入到所述第一方形槽内。
14.以及提供一种自动鞋套机的使用方法，包括以下步骤：
15.(1)穿鞋套时：
16.a1、将所述切换开关切换至档位一；
17.a2、将脚部伸入所述第一方形槽并踩在叠放的所述布套本体上；
18.a3、所述压力传感器检测到的压力值超过压力阈值，所述第一直线驱动单元控制所述第一底板向上移动并使位于最上层的四个所述铁球脱离所述限位单元；
19.a4、位于最上层的所述鞋套的所述松紧带收缩并包裹在脚上，四个所述铁球向中心方向靠拢；
20.a5、将已包裹好所述鞋套的脚移出所述第一方形槽；
21.a6、所述压力传感器检测到的压力值低于压力阈值，所述第一直线驱动单元控制所述第一底板向上移动并使位于最上层的所述保护膜与所述辊轴相接触；
22.a7、所述转动电机控制所述辊轴转动，所述辊轴带动与其相接触的所述保护膜穿过所述条形孔后移入到所述第二方形槽内；
23.a8、所述第二直线驱动单元控制所述第二底板向下移动，使前一步骤中移入到所述第二方形槽内的所述保护膜与所述辊轴分离；
24.(2)脱鞋套时：
25.b1、将所述切换开关切换至档位二；
26.b2、所述第二直线驱动单元控制所述第二底板向上移动并使位于最上层的所述保护膜与所述辊轴相接触；
27.b3、所述转动电机控制所述辊轴转动，所述辊轴带动与其相接触的所述保护膜穿过所述条形孔后覆盖到所述第一方形槽内的所述鞋套上；
28.b4、将包裹有所述鞋套的脚部伸入所述第一方形槽并踩在所述保护膜上；
29.b5、所述压力传感器检测到的压力值超过压力阈值，四个所述电磁铁启动并吸引所述鞋套上的四个所述铁球，四个所述铁球分别移动到四个所述限位单元的正上方，所述鞋套的束口张开；
30.b6、所述第一升降机构控制所述第一底板向下移动，四个所述铁球进入到与其相对应的所述限位单元内，四个所述电磁铁关闭；
31.b7、将脚移出所述第一方形槽。
32.与现有技术相比，本发明的优点在于：
33.1、采用布套替代传统的塑料鞋套，不易破碎，可清洗，能够循环使用；
34.2、基于循环使用的鞋套，通过设置控制机构、松紧带和铁球，控制机构、松紧带和铁球配合控制鞋套张开或收拢，以简单、快速且方便的穿鞋套或脱鞋套，无需使用者弯腰或抬脚手动操作，使用非常方便。
附图说明
35.图1为本发明的结构示意图；
36.图2为本发明的剖面结构示意图；
37.图3为本发明中鞋套的结构示意图；
38.图4为图2中a处的放大示意图；
39.图5为本发明的控制连接框图；
40.图6为本发明中第一底板的结构示意图；
41.图7为本发明中机座的剖面结构示意图。
42.图中：1、机座；11、第一方形槽；111、导向柱；12、指示灯；13、第二方形槽；131、条形孔；14、转动电机；2、第一升降机构；21、第一直线驱动单元；22、第一底板；221、条形槽；222、导向孔；3、控制机构；31、压力传感器；32、限位单元；321、竖直隔板；322、限位腔；323、夹缝；33、电磁铁；34、切换开关；35、控制器；4、鞋套；41、布套本体；42、铁球；43、松紧带；44、连接绳；5、红外检测传感器；6、保护膜；7、第二直线驱动单元；8、第二底板；9、辊轴。
具体实施方式
43.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.实施例一：如图所示，一种自动鞋套机，包括机座1，机座1上设置有第一方形槽11，第一方形槽11内设置有第一升降机构2、控制机构3和叠放在第一升降机构2上的多个鞋套4，第一升降机构2用于控制鞋套4上下移动，鞋套4包括布套本体41和四个铁球42，布套本体41的束口处设置有环形的松紧带43，四个铁球42沿圆周方向分布，铁球42通过连接绳44与布套本体41的束口连接；控制机构3包括压力传感器31、四个上端开口的限位单元32、四个电磁铁33、具有两个档位的切换开关34和设置有压力阈值的控制器35，压力传感器31设置在第一升降机构2上并用于检测第一升降机构2受到的压力值，四个限位单元32分布在第一方形槽11的四个角落并用于容纳铁球42，电磁铁33用于将铁球42吸引至限位单元32的正上方，控制器35用于根据压力传感器31检测到的压力值、切换开关34所在的档位控制第一升降机构2、电磁铁33协同工作，其中，两个档位分别对应穿鞋套档位和脱鞋套档位，在不同的档位时，控制器35的控制方式将相应的做调整，压力阈值对应的压力值大于所有鞋套4的总重量，并小于人的体重，压力阈值可设置为20kg、25kg或30kg。
47.本实施例中，第一升降机构2包括从下到上依次分布的第一直线驱动单元21和第一底板22，第一直线驱动单元21用于控制第一底板22上下移动，布套本体41叠放在第一底板22上，压力传感器31设置在第一底板22上并位于中心位置，其中，第一底板22与第一方形槽11相匹配，第一直线驱动单元21与控制器35电连接，第一直线驱动单元21采用市面上常见的气缸。
48.本实施例中，限位单元32包括两个竖直隔板321，两个竖直隔板321的一侧与第一方形槽11的内侧壁固定连接，竖直隔板321的下端与第一方形槽11的槽底固定连接，竖直隔板321的高度小于第一方形槽11的深度，两个竖直隔板321与第一方形槽11的内侧壁之间形成供铁球42容纳的限位腔322，两个竖直隔板321的另一侧之间形成供连接绳44通过的夹缝323，夹缝323的宽度小于铁球42的直径，鞋套4上的四个铁球42与四个限位腔322一一对应，第一底板22的侧壁向内凹陷形成八个条形槽221，八个条形槽221与八个竖直隔板321一一对应，当鞋套4的四个铁球42位于相对应的限位腔322内时，松紧带43被拉伸并产生回弹力，鞋套4的束口处于张开状态，当鞋套4的四个铁球42脱离限位腔322时，松紧带43收缩并带动四个铁球42向中心方向移动。
49.本实施例中，四个电磁铁33分布在第一方形槽11的四个角落，电磁铁33位于竖直隔板321的上端面与第一方形槽11的上端面之间的位置。
50.本实施例中，第一方形槽11的槽底设置有多个导向柱111，多个导向柱111分布在布套本体41的前后两侧，第一底板22上设置有供导向柱111穿设的多个导向孔222。
51.本实施例中，第一方形槽11内设置有四个红外检测传感器5，四个红外检测传感器5与四个限位单元32一一对应，红外检测传感器5固定设置在第一方形槽11的内侧壁上并位于相对应的限位单元32的上方，红外检测传感器5用于检测限位单元32的上方与第一方形槽11的上端面之间位置是否有铁球42或是否有铁球42经过，以便于控制器35做出准确的判
定。
52.本实施例中，机座1的上端面上设置有两个指示灯12，两个指示灯12分别与控制器35电连接，两个指示灯12与切换开关34的两个档位一一对应，非常直观的体现切换开关34所在的档位，便于使用者使用。
53.初始时，叠放在第一方形槽11内的多个鞋套4均处于张开状态，每个鞋套4连接的四个铁球42位于相对应的四个限位腔322内，位于限位腔322内的铁球42从下到上依次排列，切换开关34处于穿鞋套档位，当使用者需要穿鞋套4时，使用者踩到叠放在第一方形槽11内的鞋套4上，压力传感器31检测到的压力值增大并超过压力阈值，第一直线驱动单元21控制第一底板22向上移动并使最上层的鞋套4的四个铁球42脱离限位腔322，最上层的鞋套4的松紧带43收缩并带动四个铁球42向中心方向移动，最终使最上层的鞋套4包裹到脚部上。
54.当使用者需要脱鞋套4时，先将切换开关34切换到脱鞋套档位，然后踩到叠放在第一方形槽11内的鞋套4上，压力传感器31检测到的压力值增大并超过压力阈值，四个电磁铁33启动并吸引四个铁球42，四个铁球42移动到相对应的限位腔322正上方，鞋套4张开并与使用者的鞋分离，接着第一直线驱动单元21控制第一底板22向下移动，连接绳44向下移动并进入夹缝323，连接绳44同时拉着铁球42向下移动，铁球42进入到限位腔322内，最后电磁铁33关闭，完成脱鞋套4动作。
55.实施例二：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于第一方形槽11内相邻的两个鞋套4之间设置有保护膜6，机座1上设置有与第一方形槽11左右相邻的第二方形槽13，第二方形槽13用于放置保护膜6，第二方形槽13内设置有从下到上分布的第二直线驱动单元7和第二底板8，第二直线驱动单元7用于控制第二底板8上下移动，第二直线驱动单元7与控制器35电连接，其中，保护膜6采用常规的塑料保护膜，具有一定的弹性，第二底板8与第二方形槽13相匹配，第二直线驱动单元7采用市面上常见的气缸。通过设置保护膜6，保护膜6盖在鞋套4上，用于避免位于上侧的鞋套4上的灰尘落入到位于下侧的鞋套4上。
56.当使用者将鞋套4放回至第一方形槽11内后，第二直线驱动单元7控制第二底板8向上移动，使叠放在最上层的保护膜6伸出第二方形槽13，便于使用者拿取并将保护膜6盖到第一方形槽11内的鞋套4上。
57.实施例三：其余部分与实施例二相同，其不同之处在于第一方形槽11的宽度、第二方形槽13的宽度以及保护膜6的宽度均相等，第二方形槽13的内侧壁上设置有与相对应的第一方形槽11连通的条形孔131，条形孔131内设置有沿前后方向延伸的辊轴9，辊轴9的侧面上设置有橡胶层(图中未显示)，辊轴9的左右两侧均突出于条形孔131，机座1上设置有用于控制辊轴9转动的转动电机14，转动电机14与控制器35电连接，其中，橡胶层增大了辊轴9与保护膜6之间的摩擦力，以稳定、可靠的控制保护膜6移动。
58.当第一直线驱动单元21控制第一底板22向上移动并使位于最上层的保护膜6与辊轴9相接触，且转动电机14控制辊轴9转动时，辊轴9带动与其相接触的保护膜6穿过条形孔131后移入到第二方形槽13内；当第二直线驱动单元7控制第二底板8向上移动并使位于最上层的保护膜6与辊轴9相接触，且转动电机14控制辊轴9转动时，辊轴9带动与其相接触的保护膜6穿过条形孔131后移入到第一方形槽11内，无需使用者手动移动保护膜6，自动化程度较高，更为便捷，其中，转动电机14采用市面上常见的伺服电机，能够实现正转和反转。
59.实施例四：一种与实施例三公开的自动鞋套机对应的使用方法，包括以下步骤：
60.(1)穿鞋套时：
61.a1、将切换开关34切换至档位一；
62.a2、将脚部伸入第一方形槽11并踩在叠放的布套本体41上；
63.a3、压力传感器31检测到的压力值超过压力阈值，第一直线驱动单元21控制第一底板22向上移动并使位于最上层的四个铁球42脱离限位单元32；
64.a4、位于最上层的鞋套4的松紧带43收缩并包裹在脚上，四个铁球42向中心方向靠拢；
65.a5、将已包裹好鞋套4的脚移出第一方形槽11；
66.a6、压力传感器31检测到的压力值低于压力阈值，第一直线驱动单元21控制第一底板22向上移动并使位于最上层的保护膜6与辊轴9相接触；
67.a7、转动电机14控制辊轴9转动，辊轴9带动与其相接触的保护膜6穿过条形孔131后移入到第二方形槽13内；
68.a8、第二直线驱动单元7控制第二底板8向下移动，使前一步骤中移入到第二方形槽13内的保护膜6与辊轴9分离；
69.(2)脱鞋套时：
70.b1、将切换开关34切换至档位二；
71.b2、第二直线驱动单元7控制第二底板8向上移动并使位于最上层的保护膜6与辊轴9相接触；
72.b3、转动电机14控制辊轴9转动，辊轴9带动与其相接触的保护膜6穿过条形孔131后覆盖到第一方形槽11内的鞋套4上；
73.b4、将包裹有鞋套4的脚部伸入第一方形槽11并踩在保护膜6上；
74.b5、压力传感器31检测到的压力值超过压力阈值，四个电磁铁33启动并吸引鞋套4上的四个铁球42，四个铁球42分别移动到四个限位单元32的正上方，鞋套4的束口张开；
75.b6、第一升降机构2控制第一底板22向下移动，四个铁球42进入到与其相对应的限位单元32内，四个电磁铁33关闭；
76.b7、将脚移出第一方形槽11。
77.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。